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化学灌浆施工规范工作大有进展

    [摘要]介绍我国电力行业标准《 水工建筑物化学灌浆施工规范》制定的基本思路,在此基础上着重叙述了标准的内容要点,然后进一步提出了需要继续研究的问题,最后给出了全文结论。 
    [关键词]化学灌浆;施工规范;水工建筑物;电力行业
 
    1、概述
    我国化学灌浆研究和应用始于20世纪50年代末,至今已近半个世纪。半个世纪以来,我国在水利水电工程中采用化学灌浆技术解决一些工程技术难题,如细微裂隙岩石基础帷幕防渗、坝基断层破碎带的防渗加固、细砂土壤的固结、大量渗水或流速较大的涌水封堵以及恢复产生裂缝缺陷的建筑物整体性等。在水电水利工程应用的实例有三峡、葛洲坝、龙羊峡、丹江口、陈村、凤滩、万安等。
    然而长期以来,我国还没有一部有关化学灌浆的全国性的行业标准,为全面总结化学灌浆施工经验,促进该项技术的健康发展,规范化学灌浆施工行为,保障化学灌浆工程施工质量,制定出相关行业标准势在必行。为此,经中国葛洲坝集团公司申报,由国家发展改革委员会批准,确定中国葛洲坝集团公司、中国水电基础局有限公司和华东勘测设计研究院共同进行化学灌浆行业标准的制定工作。
    根据国家发展改革委员会关于下达2004年行业标准项目计划的通知(发改办工业[2004]872号文)的要求,目前电力行业标准(DL/T)《水工建筑物化学灌浆施工规范》(以下简称标准)已进入紧张的编写过程之中。由于该标准为首次编制,无参照样本和思路可资借鉴,其内容、要点和重点等均需要认真研究和细致思考,并广泛地征求意见,特别是水工建筑物化学灌浆属蔽性工程,亦具有与大坝水泥灌浆一样的施工特殊性、复杂性和重要性,为使本标准内容齐全、标准合理且具有先进性、科学性和可操作性,在此我们拟对标准制定的思路、主要内容要点及需要继续研究的问题加以介绍,以供诸位专家、学者、工程人员提出意见和建议。
 
    2、标准制定的思路
    2.1标准制定的思路
    首先,本标准立足于水工建筑物所涉及到的灌浆材料、灌浆设备、施工项目及内容,在此基础上再确定标准的具体章、节及条款正文。章、节、条款正文其内容必须是目前国内现行最成熟、应用最广泛,并且也是最先进的。对成熟性不够、应用较少项目或少数工程应用较好但不普及的工艺方法,本标准仅提及或根本不提及。例如混凝土裂缝的灌浆方法,常规、成熟的即为“贴嘴法”和“钻孔+贴嘴法”等,而“真空法”、“壁可法”等,虽有应用实例但不普及,故未提及并不作标准规定。
    其次,本标准立足于施工,是一部化学灌浆施工规范,对涉及的勘查、设计等技术问题,均要求按设计规定执行,不作标准规定。
    第三,将劳动保护和环境保护专门作为一个章节编写,这是因为化学浆材有着不同程度的毒性和有害性,会或多或少对其环境和人员造成污染和伤害,因此施工前和施工过程中都需要做好劳动保护和环境保护工作。
    2.2标准制定的框架
    根据以上思路,本标准制定的框架结构如图1所示。标准共分为13章3个附录,其中,基本章节系指范围、规范性引用标准、术语和定义、总则等,是编写规范的基本章节;材料、浆液配制、灌浆设备、劳动及环境保护是化学灌浆施工不可缺少的紧密关联性公共部分,应给予规定;基础化学灌浆、混凝土化学灌浆是水工建筑物化学灌浆的主要对象,即成为本标准的核心章节;与核心章节相配套的还有质量检测与控制、附录等章节;最后,条文说明是为本标准全部内容 “服务” 的章节,对标准内容逐条、逐款进行详细说明。
    3、标准的内容要点
    根据上述制定思路和框架结构,现按标准的章节顺序介绍标准的内容要点如下。 
    3.1关于总则本标准总则将化学灌浆施工共性问题集为一体,作出了统一规定。所涉及的方面主要有:灌前准备,配合比试验,记录资料与整理,现场灌浆试验,施工人员的专业技术要求、环境保护和应急救援培训,计量器具等。主要包括以下要点:
    (1)化学灌浆应采用纯压式灌浆方式;
    (2)化学灌浆工程施工前应取得化灌材料合格证、灌浆设计说明书和技术要求等工程资料;
    (3)化学灌浆工程施工前,应编制施工组织设计和技术措施;
    (4)正式灌浆施工前应进行现场灌浆试验;
    (5)化学灌浆施工所用的风、水、电供应必须可靠;
    (6)各种计量器具应定期进行校验或检定,保持量值准确;
    (7)从事化学灌浆施工的人员,应经培训后上岗;
    (8)灌浆压力应通过灌浆试验成果确定或按设计要求执行;
    (9)在满足正常灌浆的前提下,宜采用较小的灌浆孔孔径;
    (10)宜通过现场试验确定化学灌浆材料的实际配合比;
    (11)灌浆过程中各项施工记录应有专人负责,并保证准确、真实、齐全;
    (12)当施工作业暂时中止时,孔口应妥加保护,防止流进污水和落入异物;
    (13)经实践检验和论证,并通过技术成果认定的新技术、新工艺、新材料、新设备等,可应用于水工建筑物化学灌浆工程施工。
    3.2关于化学灌浆材料及配制
    (1)一般规定
    本节对化学灌浆材料的基本要求作出了规定。提出了灌浆材料的选用应以设计要求和灌浆目的来确定。同时对目前常用的灌浆材料进行了分类,分为水电工程中常用的聚氨酯类、环氧树脂类、水玻璃类和丙烯酸盐类,其它的如甲基丙烯酸酯类、丙烯酰胺类及木质素类等,对各类添加剂及浆材的存放也作了规定。
    (2)化学灌浆材料
  本节对灌浆材料进行了较为详细的规定。一般来说作为一个行业标准,应对所采用的材料的技术指标进行规定,但由于目前国内尚无相关化学浆材的国家标准或行业标准,无法对各类灌浆材料的具体技术指标提出明确的要求,本标准只是根据目前国内正在制定的一些灌浆材料的行业标准及约定俗成的一些材料性能指标,对常用灌浆材料的主要指标提出了要求,如对于聚氨酯灌浆材料,提出了包水量宜大于15倍,断裂伸长率宜大于100%,干燥面粘结强度宜大于1.0MPa;对于环氧灌浆材料,提出了固结体抗压强度宜大于40MPa,干燥面粘结强度宜大于3.0MPa ;对于丙烯酸盐灌浆材料,提出凝胶体的渗透系数不大于10-6cm/s,等等。对于以往常用的丙烯酰胺(即丙凝)灌浆材料,由于已有较多的事实证明其对人体有较大的危害,因此在本标准中明确提出不得使用。
    (3)化学灌浆材料的配制
    本节主要对灌浆材料的选用原则、称量器具要求、配浆原则、方法及配浆容器等作出了规定。
    3.3关于化学灌浆设备
    目前,化学灌浆设备种类很多,各有特点。由于化学灌浆工程涉及到基岩、覆盖层、混凝土裂缝等各种情况,材料方面也种类繁多,故标准中参照水泥灌浆规范的相关条文进行了如下规定:
    (1)搅拌机拌和能力应与所搅拌浆液的类型和灌浆泵的排浆量相适应。
    (2)灌浆泵应耐化学腐蚀;排浆量应在较大幅度内无级调节,应能满足最大和最小注入率的要求;额定工作压力应大于最大灌浆压力的1.5倍;双液灌浆泵应能按要求调节两液的比例。
    (3)在保证排量和压力的前提下,宜采用小内径的灌浆管路;灌浆泵宜靠近孔口,灌浆管路长度宜短;灌浆管耐压能力应大于最大灌浆压力的1.5倍。
    (4)灌浆泵应安设压力表;基岩和覆盖层化学灌浆时,灌浆孔孔口也应安设压力表。工作压力宜在压力表最大标值的1/4~3/4;压力表与管路之间应设有隔浆装置。
    (5)灌浆塞应与所采用的灌浆方法和灌浆压力相适应,应有良好的膨胀和耐压性能,在最大灌浆压力下能可靠地封闭灌浆孔段,并便于安装和拆除。                     
    3.4关于基岩化学灌浆
    基岩化学灌浆是在水泥灌浆的基础上,对细微裂隙进行进一步的防渗堵漏和固结补强处理。基岩化学灌浆分为基岩帷幕化学灌浆和基岩固结化学灌浆两类。两者的区别:一是材料不同,前者可选用水玻璃类、丙烯酸盐类、硫木素类或聚氨酯类材料,后者可选用环氧树脂类或甲基丙烯酸酯类材料;二是质量检查方式有所不同,前者以压水为主,后者则不仅要求压水结果符合规定,更要求材料和地层固结良好,达到设计规定的强度和弹性模量等指标。两者在施工工艺方面虽有所差异,但基本的流程是相通的。
根据标准中关于化学灌浆的定义,本标准主要针对溶液性化学灌浆材料,不包括适用于宽大裂隙封堵的水泥水玻璃双液和特种化学灌浆材料。
    (1)一般规定
    ①现场试验
    由于基岩化学灌浆的复杂性,在基岩化学灌浆施工开始前,宜进行现场灌浆试验以确定各项施工参数。特别是工程规模较大或施工部位比较重要时,先期选择地质条件中等或偏下的部位进行复合灌浆试验以判定化学灌浆的适用性和效果是非常有益的。
    ②水泥灌浆和化学灌浆的系统施工和衔接
    首先,在布孔时,水泥灌浆孔和化学灌浆孔应当综合考虑,并按分序加密的原则进行系统布置;其次,强调水泥灌浆的重要性。通过水泥灌浆施工,可以详细地了解水文地质和工程地质资料,封堵大的裂隙,从而为化学灌浆创造了可能;第三,水泥灌浆结束后,布置化学灌浆先导孔,进行采取岩心、压水(推荐单点法)、劈裂压水、灌浆等全过程操作,以准确评估水泥灌浆结束后受灌地层的实际状况,并对原设计的化学灌浆施工参数进行验证和必要调整。
    由于先导孔操作比较繁琐,故数量不宜过多。考虑到化学灌浆孔孔距比水泥灌浆孔小,一般在1~2m,如按1.5m计,并将一序孔的一半作为先导孔,则两个先导孔的孔距为10.5m,因此,基岩化学灌浆先导孔宜在一序孔中选取,其间距不宜小于10m,或按该排孔数的10%布置。
    ③其他规定
    为加快施工进度,采用自上而下分段灌浆法时,前次序孔与其相邻后次序孔之间,在岩石中钻孔灌浆的高差不得小于15m。
为防止岩层或混凝土面上抬,规定基岩化学灌浆应安装抬动监测装置,在灌浆过程中连续进行观测记录,抬动值不得超过设计规定。
    (2)钻孔
    化学灌浆孔和水泥灌浆孔在钻孔方面差别不大,故基本沿用水泥灌浆规范的有关规定,只是强调了小孔径。主要如下:
    ①固结化学灌浆孔可采用各种适宜的方法钻进,如采用冲击或冲击回转式钻机钻孔;帷幕化学灌浆孔宜采用回转式钻机和金刚石或硬质合金钻头钻进;
    ②灌浆孔位与设计孔位的偏差值不应大于10cm,孔深应符合设计规定。
    ③考虑到小口径钻孔的进尺快,灌浆时孔内占浆少,可有效降低施工成本,拟规定在满足正常灌浆的前提下,采用较小的灌浆孔孔径。
    ④化学灌浆孔距较小,原则上应比水泥灌浆的偏差要求更高一些。但考虑到钻孔技术方面的原因,拟采用水泥灌浆单排孔的允许偏差标准。如发现钻孔偏斜值超过设计规定时,应及时纠正或采取补救措施。
     (3)裂隙冲洗和压水试验
    对于一般地层,裂隙冲洗和压水与水泥灌浆原则上并无大的区别,但是,断层破碎带、软弱夹层等地质条件复杂地段作为化学灌浆的重点处理对象,采用风水联合冲洗等其他方式可能会获得更好的效果。由于基岩化学灌浆工程的复杂性,拟规定裂隙冲洗和压水试验通过现场试验确定。
    是否进行劈裂压水以求得相应的灌浆压力值并对化学灌浆进程进行推测,至今仍有争议,故在标准中不作规定。我们认为,在化学灌浆先导孔阶段,选择有代表性的部分孔段进行劈裂压水还是有益的,但是,毕竟劈裂压水对原地层有破坏性,而且得到的资料也只能作为参考,有时与化学灌浆的实际进程相差甚远,故数量不宜过多。
裂隙冲洗和压水试验的具体规定:
    ①当采用自上而下分段灌浆法时,灌前宜进行裂隙冲洗;采用自下而上分段灌浆法时,各灌浆孔可在灌浆前全孔进行一次裂隙冲洗。对断层破碎带、软弱夹层等地质条件复杂地段,以及设计有专门要求的地段,裂隙冲洗应按设计要求进行,或通过现场试验确定。
    ②帷幕灌浆先导孔应自上而下分段进行压水试验,试验可采用单点法;固结灌浆孔各孔段灌浆前应采用压力水进行裂隙冲洗。
考虑到固结化学灌浆材料主要是环氧树脂类材料,在无水或少水的情况下可获得更高的强度,从而保证灌浆质量,故规定如采用环氧树脂类材料作为灌浆材料时,宜以压丙酮代替压水。
    ③在岩溶泥质充填物和遇水后性能易恶化的岩层中进行灌浆时,不进行裂隙冲洗和简易压水,也宜少做或不做压水试验。
    (4)灌浆
    基岩化学灌浆的进程,采取以压力为主、结合流量进行综合控制,灌浆时应尽快达到设计压力,但对于注入率较大或易于抬动的部位应分级升压。具体规定如下:
    ①根据不同的地质条件和工程要求,规定对于浅孔(6m以下)可选用全孔一次灌浆法;裂隙发育、渗透性强及破碎的岩层采用自上而下分段灌浆法;岩石比较完整、裂隙不甚发育、渗透性不很强的地层选用自下而上分段灌浆法。
    ②帷幕灌浆时,坝体混凝土和基岩接触部位的灌浆段应先行单独进行灌浆并待凝。接触段在岩石中的长度不得大于2m,以下较完整岩层灌浆段长度可采用5m,断层破碎带、软弱夹层等地质条件复杂地段灌浆段长度应适当缩短。
    ③采用自上而下分段灌浆法时,灌浆塞应阻塞在该灌浆段段顶以上0.5m处,防止漏灌。
    ④采用自下而上分段灌浆法时,为防止因灌浆塞卡不住导致段长过长而影响灌浆质量,拟规定如灌浆段的长度因故超过10m,对该段宜采取新钻开进行分段复灌,或以后在其旁布设检查孔等补救措施。
    ⑤为防止孔内积水稀释灌入的浆液或影响浆液性能,化学灌浆开始前,先排除孔内积水,然后进行灌浆;射浆管距孔底不宜大于50cm。
     (5)灌浆结束和封孔
    基岩化学灌浆,特别是环氧树脂系列材料灌浆的结束标准历来争议很大。综合各方面资料,拟提出如下标准:
    ①化学灌浆的结束标准按设计要求确定;设计无明确要求时,按以下标准执行:对帷幕灌浆,灌浆段在最大设计压力下,注入率不大于0.02L/(min·m)后,继续灌注30min以上;对固结灌浆,在该灌浆段最大设计压力下,当注入率不大于0.05L/(min·m)后,继续灌注30min以上。如灌浆长时间达不到以上标准,压力或流量不见明显减小,可在灌注一定量后,采用水泥浆进行顶浆。 
    ②采用自上而下分段灌浆法时,各灌浆段灌浆结束后,应进行闭浆,待浆液胶凝后再钻灌下一段。
    ③灌浆封孔:帷幕灌浆采用自上而下分段灌浆法时,灌浆孔采用“分段灌浆封孔法”或“全孔灌浆封孔法” 封孔;采用自下而上分段灌浆时,采用“全孔灌浆封孔法”封孔。固结灌浆孔封孔采用“导管注浆封孔法”或“全孔灌浆封孔法”封孔。
    (6)特殊情况处理
    在基岩化学灌浆施工过程中,常出现冒浆、漏浆、串浆、中断、孔口涌水、灌浆压力或注入率突变等特殊情况。对此,许多工程中采取了先迅速降压的方法处理,低压灌注一段时间后,如果注入率变化不大或继续增加,则采用改变浆液配比、低压长时间灌注、间歇等措施。也有一些工程采用改灌水泥浆等方法。
    ①灌浆过程中发现冒浆、漏浆时,应根据具体情况采用低压、限流、浓浆、间歇等方法进行处理。如效果不明显,应停止灌浆,待浆液凝固后重新扫孔复灌。
    ②灌浆过程中发生串浆时,如串浆孔具备灌浆条件,宜一泵一孔进行并灌,但开灌孔不宜多于3个,并应控制灌浆压力,防止上部混凝土或岩体抬动。否则,应塞住被串孔,待灌浆孔灌浆结束后,再对被串孔进行扫孔、冲洗,而后继续钻进或灌浆。
    ③灌浆应连续进行,若因故中断应尽快恢复灌浆。否则应进行冲孔或扫孔,再恢复灌浆。

    ④孔口有涌水的灌浆孔段,灌浆前应测记涌水压力和涌水量,根据涌水情况,选用综合处理措施,确保在规定的结束标准下结束灌浆。
    3.5关于覆盖层基础化学灌浆
    (1)一般规定
    ①化学灌浆开始前应获取相关资料,全面了解工程情况,以便采取针对性的措施。
    ②由于地层情况不同,各工程采用的灌浆参数不能一概而论,应通过灌前试验确定灌浆压力、流量等灌浆参数。
    ③覆盖层灌浆较易发生表层冒浆,构筑盖重可以有效减少表层冒浆。盖重型式可结合上部结构确定,近年来混凝土盖重采用较多。
    ④化学灌浆应遵循分序加密原则。
    ⑤覆盖层化学灌浆先导孔宜在一序孔中选取,其间距不宜小于10m,或按该排孔数的10%布置,以进一步了解地层情况和颗粒材料的灌浆质量。
    ⑥采用自上而下分段灌浆法时,先次序孔与相邻后次序孔之间的钻孔灌浆高差在不小于10m的情况下同时施工,在有效预防串浆的前提下,加快施工进度。
    ⑦应安设抬动装置,随时监测化学灌浆过程中地层抬动情况,随时采取有效措施,控制抬动值不超过设计要求。
    ⑧化学灌浆前,先采用较廉价的水泥或其他颗粒材料进行灌浆,以有效限制化学浆液的扩散范围,防止浆液流失。 
   (2)钻孔
    ①覆盖层钻孔主要是成孔,采用钻机的种类和钻孔的方法一般不会影响灌浆质量。跟管钻进主要用于预埋花管法,效率较高;清水钻进主要用于循环钻灌法;打管法适用于浅孔无大块石地层钻孔。
    ②孔位偏差在任何方向不超过10cm。考虑到目前的钻孔水平,拟规定化学灌浆孔斜率沿用水泥灌浆单排孔孔斜标准。
    ③在满足灌浆工艺的前提下,尽量采用小的孔径。在覆盖层中钻孔,孔径越小,成孔越容易,钻孔速度越快,灌浆时也节约浆材。
    (3)灌浆
    ①双层管双过滤管法,可以用于任何灌段灌浆和复灌,具有压力较高、效率较高等优点,但工艺较复杂,此法国外应用较多;循环钻灌法工艺简单,但存在重复钻灌,效率低等缺点,此法国内应用较多。
    ②在灌前进行钻孔冲洗和压水试验。单管灌浆法和循环钻灌法应在灌前采用清水冲洗,单过滤管灌浆法可结合冲砂采用清水冲洗,双过滤管灌浆法采用泥浆护壁钻孔时可在注入填料前采用清水或稀泥浆清孔,冲洗时下入钻杆或其他冲洗管路,采用灌浆泵冲洗,待回水变清,可终止冲洗。先导孔压水采用单点法,灌前压水采用简易压水。
    ③采用循环钻灌法时,为减少堵管现象,射浆管采用花管,并规定射浆管距孔底距离不超过该灌浆段长的1/3,且任何情况下不超过50cm,防止底部漏灌。
    ④覆盖层各层间一般密实程度不同,颗粒组成也不相同,采用较小段长有利于保证灌浆质量。拟规定覆盖层化学灌浆段长采用2~3m,对于确认为粉细砂层,段长可适当缩短。
    ⑤浆液在粉细砂层中扩散范围采用马格公式计算。其他非粉细砂地层扩散范围可根据地层情况进行修正。
    ⑥粉砂层中的每个灌浆段纯注入量采用容积公式估算;其他非粉细砂层可根据地层情况进行修正。
    ⑦覆盖层化学灌浆以进浆速率控制灌浆,因覆盖层中往往存在软弱层面,如果使用高压力,大流量容易导致地层劈裂、浆液集中流失等,不仅造成浆液浪费,而且影响灌浆质量,因此不允许采用高压力大流量灌注,例如小湾围堰化学灌浆按15~20L/min的进浆速率进行灌浆,而不急于达到最大灌浆压力,取得了良好的灌浆效果。
    ⑧采用双层管双过滤管法进行灌浆时,预埋花管可采用钢管,也可采用塑料管。预埋花管的作用是护壁和通过花眼向地层注浆,花管的强度要满足灌浆要求。预埋花管采用塑料管时,应进行强度试验,满足灌浆要求才能使用。
    (4)特殊情况处理
    覆盖层属软基地层,灌浆过程中,一般均会发生冒浆、漏浆、串浆现象。灌浆中断现象多为机械故障。
    ①发生冒浆、漏浆时,采取降压、封堵等措施一般效果不大,可直接采取待凝复灌的措施处理。
    ②发生串浆时的处理措施,一是塞住被串孔,待灌浆孔灌浆结束后,再施工被串孔;二是被串孔具备灌浆条件时,一泵一孔并联灌浆,但并联灌浆孔不应超过3个,并注意灌浆压力和灌注流量,防止发生抬动。
    3.6关于混凝土裂缝化学灌浆
    (1)一般规定
    ①裂缝灌浆宜采用两种方法。即贴嘴灌浆法或斜孔加贴嘴灌浆法;当裂缝深度小于1.5m时,采用贴嘴灌浆法。
    ②对基本稳定不再发展的裂缝,应及时进行化学灌浆处理;无法判定裂缝是否继续发展和稳定时,宜在低温季节、裂缝张开度较大时进行化学灌浆处理。
    ③必要时,应安设变形或抬动监测装置,在灌浆施工全过程中连续进行观测并记录,严禁变形、抬动值超过设计规定值。
    ④由于混凝土冷缝或施工层面缝化学灌浆工艺与混凝土裂缝相同,因此规定冷缝或施工层面缝参照混凝土裂缝灌浆的规定执行。
    (2)钻孔埋管与贴嘴封缝
裂缝化学灌浆采用斜孔加贴嘴灌浆法时,钻孔可采用各种适宜的钻机向裂缝断裂面不同的深度钻进,孔径不宜小于50mm。灌浆斜孔可布置在裂缝的一侧或两侧,钻孔穿过裂缝断裂面的超深量宜控制为50cm~150cm。
    钻孔终孔后立即进行埋管。埋管前应用洁净的压缩空气和(或)压力水将钻孔内粉末、碎屑冲(吹)洗干净,测其孔深并记录。
    裂缝化学灌浆采用贴嘴灌浆法时,贴嘴间距不宜大于50cm,裂缝交叉点、尖灭点应布置贴嘴。贴嘴和封缝前应先将缝面两侧5cm打磨平整并清理缝口,再用洁净的压缩空气和(或)压力水冲洗干净后及时贴嘴和封缝。
     (3)灌浆
    灌浆原则:竖缝(包括斜缝)灌浆应自下而上、自深孔到浅孔进行;水平缝或接近水平状裂缝灌浆应自里向外、自一端向另一端进行。
贴嘴灌浆法应由一端向另一端逐孔灌注,相邻孔出浆时可接管多点并联式灌浆;斜孔加贴嘴灌浆法应先灌斜孔后灌贴嘴孔,相邻多孔出浆可并联灌浆。
   各工程、各类裂缝其灌浆压力不尽相同,本标准不能给出统一的灌浆压力,因此灌浆作业必须按照设计规定执行。如灌浆压力达到设计要求,而缝面增开度或抬动值未达到设计规定时,可加大灌浆压力,否则应以“增开度或抬动值”为限,控制灌浆压力。
    (4)特殊情况处理
与坝体接缝灌浆一样,应尽量避免在灌浆过程中发生“特殊情况”。通常的特殊情况有:漏、串和中断,本标准拟对上述情况的处理进行规定。
    3.7关于混凝土结构缝化学灌浆
    混凝土结构缝属变形缝,主要包括伸缩缝、接缝等。对结构缝进行化学灌浆大多是因为渗漏,因此重点规定选择适当的化灌材料与方法。
灌浆材料应具有堵水和适应变形或改善传力条件、增强建筑物整体性等性能。灌浆可贴嘴、骑缝钻孔或从缝两侧绕过止水(浆)片打斜孔。钻骑缝孔时不得穿透止水(浆)片。
    3.8关于混凝土与钢结构接触化学灌浆
    混凝土与钢结构接触灌浆从材料上分有水泥浆材和化学浆材两种,灌浆工艺基本相同。因此本标准参照DL/T5145《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》“7.4钢衬接触灌浆”制定。
    3.9关于劳动保护和环境保护
    目前,化灌浆材不同程度的存在微毒、有毒或强刺激性等问题。所有接触和从事化灌灌浆试验、施工人员,都必须进行劳动保护,都应在通风条件良好的环境下进行操作施工。为防止有毒浆液溅到皮肤或眼睛等部位。 施工人员应穿着防护工作服,配戴防护眼镜、口罩、橡胶手套和专用袖套。化学灌浆工作人员,应按国家相关保健规定,定期进行健康检查。
    灌浆作业全过程中必须做好防火工作,严禁现场使用明火。
    3.10关于质量检测与控制
    (1)一般规定
    ①工序质量是保证灌浆工程质量的基础。为此,拟规定施工过程中应对化学灌浆材料和各道工序的质量进行检测和控制,并填表记录。
    ②从理论上讲,检查孔压水或注水试验成果是检测基岩帷幕化学灌浆和覆盖层化学灌浆工程质量的主要依据。基岩固结灌浆和混凝土裂缝补强灌浆质量检测采用测量岩体波速或静弹性模量的方法比较适宜。压水试验结果和化学灌浆前后岩芯采取率(RQD)的变化可间接评价灌浆质量,而且操作简便,在以往工程中普遍采用。故拟对化学灌浆检查孔作如下规定:灌浆施工结束后,应钻取检查孔并进行压水试验;基岩化学灌浆、覆盖层化学灌浆、混凝土裂缝补强灌浆,应采取岩芯并绘制钻孔柱状图,必要时,可采用声波测试或孔内电视等方法进行辅助检查。
    (2)基岩化学灌浆质量检查
    ①拟规定帷幕灌浆检查孔的布置部位:
    ②帷幕灌浆检查孔的数量可为灌浆孔总数的10%左右,一个坝段或一个单元工程内,至少应布置一个检查孔。
    ③帷幕灌浆检查孔压水试验应根据所灌材料的性能在该部位灌浆结束后适时进行,试验宜采用单点法,也可采用五点法。
    ④固结灌浆检查孔数量不宜少于灌浆孔总数的5%,检查时间应根据所灌注材料的性能在灌浆结束后适时进行,试验采用单点法。
    (3)覆盖层化学灌浆质量检查
    ①拟规定灌浆检查孔的布置部位:
    ②检查孔的数量可为灌浆孔总数的5%~10%,一个单元工程内,至少应布置一个检查孔。
    ③覆盖层化学灌浆质量检测可采用检查孔注水试验或压水试验。注水试验可采用钻孔注水试验,结果以渗透系数表示;压水试验可采用单点法,结果以吕荣值表示。注水试验和压水试验可采用孔口封闭,自上而下分段进行。试段长度根据成孔情况确定。
    ④从注水试验和压水试验的准确性考虑,拟规定检查孔钻孔采用清水钻进。遇到难以成孔的情况,可采取缩短段长、套管钻进等措施,但不采用泥浆钻进。
    (4)混凝土裂缝化学灌浆质量检查
拟规定检查孔布置原则、布置数量和灌浆结束7~14天后进行检查孔压水试验的要求。
贯穿性裂缝、深层裂缝和对结构整体性有影响的裂缝是灌后检查的重点,结合施工记录、成果资料分析,确定检查部位。每条缝至少布置一个检查孔。其它裂缝,每100m布置不少于3个检查孔;当处理总长度不超过100m时,亦布3个检查孔。
灌浆结束7~14天后进行检查孔压水试验。试验压力一般为0.1MPa、0.2MPa、0.3MPa,但最大压力不得大于灌浆压力。每个压力阶段稳压10~20min。达灌浆压力稳压30min结束。
 
    4、有待继续研究的问题
    在标准的制定过程中,我们感到有下列问题还有待继续研究:
    (1)除本标准列取的水电工程常用4大类灌浆材料之外,其它材料是否可列入进来;
    (2)劈裂压水是否可列入;
    (3)风水联合冲洗或高喷冲洗实施原则及对灌浆效果的影响评价方法;
    (4)环氧灌浆前丙酮代替压水是否必要,灌浆过程中如出现可灌性系数突然增大,是否规定一套较完整的处理方法;
    (5)基岩化学灌浆结束标准是否恰当,是否需要补充其他标准,补充什么样的标准;长时间达不到结束标准下要不要进行水泥浆顶浆。
    (6)混凝土裂缝的灌浆压力、结束标准能否统一确定。
    (7)化学灌浆自动记录仪在本标准中是否给予规定。
    5.结语
    ⑴化学灌浆行业历经数十年发展,凝聚了几代人的心血和汗水,积累了十分丰富的理论和工程实践经验,创造了许多新技术、新工艺、新材料、新设备。将这些成果加以认真总结,从中萃取精华,制定出行业的现行标准,具有非常重大的意义。另一方面,从调研的情况来看,业界对能有这样一部标准也是非常期待的,因此我们相信本标准一定能够对于促进我国化学灌浆事业的发展发挥其应有的作用。
    ⑵本标准由中国葛洲坝集团公司、中国水电基础局有限公司和华东勘测设计研究院负责制定,虽然这几家单位在化学灌浆工程处理中有着较丰富的经验,但毕竟难做到面面俱到,加之时间仓促,难免有不足之处,因此希望能够得到从事水利水电工程的各建设、监理、设计、施工及设备材料供应厂商的指正和建言,使本标准进一步地提升水平,更好地为工程建设服务。
 

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